KR100966679B1 - 칼라도로 포장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온의 아스팔트 혼합물을 포설 다짐하고, 아스팔트 혼합물이 130℃~60℃의 범위에서 묽은반죽 상태의 칼라 시멘트를 ㎡당 0.5kg~2kg을 1차 살포한 후 로라로 다짐하여, 아스팔트와 칼라 시멘트를 일체화 시키고 80℃~30℃의 범위에서 묽은 반죽의 칼라 시멘트를 0.2~15kg을 2차 살포하고 로라로 다짐하여 완성하는 발명으로서, 아스팔트의 열과 로라 다짐에 의해 칼라 시멘트의 양생속도를 빨리하고, 로라의 다짐에 따른 조기양생으로 묽은 반죽의 칼라시멘트의 블리이딩에 의한 시멘트의 백화가 방지되어 칼라의 선명도가 뚜렷한 칼라도로 포장방법에 관한 것이다.

아스팔트, 칼라시멘트

Description

칼라도로 포장 방법{Colored road paving method}

본 발명은 고온의 아스팔트 혼합물을 포설 다짐하고 칼라시멘트액을 살포하여 아스팔트와 칼라시멘트를 일체화하여 칼라의 내구성을 증대시키고 표면의 강도 보강및 포장의 칼라화를 목적으로 발명한 칼라도로 포장방법에 관한 것이다.

종래의 도로의 칼라화는 무색 아스팔트를 사용하며 안료를 혼합하여 포장하는 칼라아스콘과 칼라 에폭시 포장, 칼라 우레탄 포장이 있고, 아스팔트 혼합물을 포설 후 표면에 에폭시 또는 우레탄을 살포하는 방법과 본 발명자에 의해서 출원된 출원 10-2003-0030138의 칼라 도로 포장방법 등이 있다.

칼라 아스콘은 무색 아스팔트를 사용하며, 무색 아스팔트는 석유화학 수지와 오일로 구성된 것으로 도로포장에 있어서 일반 아스팔트에 비하여 내구성이 취약하여 하절기 표면이 열에 의하여 끈적거리므로 차륜의 이물질이 붙어 쉽게 오염이 되며, 혼합물에 혼합된 안료가 차륜의 마찰에 의하여 강우시 빠져나와 주변을 오염시키면서, 색상이 변질되고 된다.

에폭시 우레탄포장은 시공속도가 늦고, 가격이 고가이므로 특별한 장소 외에는 적용이 되지 않고 있다.

또한 아스팔트 혼합물은 포설 후 표면에 에폭시 또는 우레탄을 살포하는 방법이 있는데 아스팔트와 에폭시 또는 우레탄은 재질이 달라 코팅된 칼라재가 쉽게 벗겨지며, 특히 하절기에는 아스팔트가 연화되어 표면 코팅재가 밀림현상으로 표면이 지져 분해지는 문제를 안고 있다.

본 발명자에 의해서 발명된 출원 10-2003-0030138은 매개체층을 시멘트 혼합물을 사용하여 살포하고 로라로 다짐하는 공정과 그 상부에 시멘트 혼합물, 수지 등으로 살포하는 방법이 제안되어 있으나 매개체층 살포시 온도에 대한 명확한 제시가 없으며, 그 상부에 석고, 시멘트 수용성 수지, 물 등의 혼합물을 살포하여 완성하거나, 에폭시와 안료, 우레탄과 안료를 살포하는 방법이 제안 되있다.

이때 석고, 시멘트를 살포 후 자연양생시 백화가 발생하여 표면 색상이 탁해지며, 표면강도가 약하여 차륜 통행시 먼지가 발생 할 수 있었다.

또한 에폭시와 안료, 우레탄과 안료를 혼합하여 살포시 에는 미끄럼 저항성에 문제가 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 기술들의 문제점을 해소하고, 차도 포장에 있어 칼라의 지속성을 가지면서, 포장의 내구성을 증대시키고, 특히 아스팔트 혼합물의 열을 이용하여 양생 속도를 빨리하고 칼라의 변색을 방지 되도록 한 발명으로 본 발명은 구체적으로 나열하면 아래와 같다.

첫째, 본 발명은 포장후 1시간이내에 차량을 개통 시킬 수 있도록 하는 것이다. 현대 사회는 폭발적인 차량의 증대로 인하여 도로 포장 후 장시간 양생 시간이 허용되지 않으므로 포장과 거의 동시에 개통해야 하는 문제가 있어 도로의 포장과 동시에 차량의 조기 개통은 매우 중요한 과제가 되고 있다.

아스콘 포장은 포장과 다짐을 위하여 고열을 혼합하는 것으로서 다짐 완료 후에는 열이 불필요한 것이므로 이러한 불필요한 열을 이용하며, 칼라재를 조기 양생시키고, 반면에 아스콘의 불필요한 열을 빨리 식도록 하는 이중적 효과를 갖는 포장공법으로 본 발명의 기본적이라 할 수 있다. 포장 후 차량개통을 빨리 할 수 있는 것은 칼라 시멘트가 아스팔트 혼합물의 고열에서 살포하여 로라로 다짐하므로 아스팔트의 열에 의하여 조기 양생 된다.

또한 칼라 시멘트에 포함된 물이 아스팔트 표면공극에 남아 있으면서 칼라 시멘트에 수분이 공급되므로 증기 양생과 같은 효과가 있어 그 품질이 증대되는 효과도 있다.

둘째, 2차 살포에서는 칼라 시멘트에 규사 또는 분쇄유리를 혼합 살포하므로 포장의 미끄럼 저항성을 증대시켰다.

셋째, 2차 칼라 시멘트 살포시 에도 아스콘 온도가 80℃~30℃에서 살포 하고,로라로 다짐하므로

① 2차 칼라 시멘트 살포도 적정 온도에서 살포되고, 로라로 다짐하므로 조기 양생을 유도하였다.

여기에서 로라로 다짐하면 칼라 시멘트가 다짐 되면서 내부 열이 표면으로 영향을 미치게 되어 가열효과가 증대되어 양생효과가 더욱 증대하게 된다.

② 로라 다짐에 의하여 빠른 양생효과와 더불어 시멘트가 물에 완전히 분산 되어 백화발생이 억제되며, 로라 다짐을 칼라 시멘트의 수분이 완전히 증발될때까지 다짐하므로 시멘트의 블리인딩에 따른 레어탄스가 제거 되어 칼라의 선명도를 높일 수 있게 된다.

넷째, 칼라 시멘트의 살포에 따라 아스팔트의 끈적거림이 없게 되어 하절기 칼라 오염을 방지하게 된다.

다섯째, 아스팔트와 시멘트가 로라 다짐으로 일체화되고, 아스팔트 혼합물의 아스팔트 피막두께가 커지므로 칼라의 내구성이 증대되게 된다.

여섯째, 칼라 시멘트의 살포로 아스팔트 혼합물의 표면이 보강되어 포장의 내구성이 증대된다.

일곱째, 포장의 표면만 칼라화 시키므로 저렴하게 다양한 색상 구현이 가능해졌다.

본 발명은 공극률 2-6%의 밀립도 아스팔트 혼합물, 공극률 5-10%의 갭입도 아스팔트 혼합물, 공극률 10-15%의 개립도(Open Grade) 아스팔트 혼합물, 공극률 15%이상의 배수성(투수성)아스팔트 혼합물에 적용할 수 있으며, 아스팔트 혼합물은 휘니샤 등으로 포설하고 로라로 다짐한 후 고온상태에서 그 상부에 칼라 시멘트를 살포하여 로라로 다짐하는 공정으로 이루어진다.

여기에서 칼라 시멘트와 안료를 혼합한 것과 자연 상태의 색상을 갖는 것을 모두 포함한다.

이하 본 발명의 공정에 대하여 상세히 설명한다.

제 1공정 : 아스팔트 혼합물을 포설 및 다짐하는 공정

이 공정은 보도의 경우에는 일반 아스팔트 혼합물 사용하여, 차도의 경우에는 일반 아스팔트 혼합물이거나 바람직하기는 개질 아스팔트 혼합물을 사용함이 바람직하며, 밀립도, 갭입도, 개립도, 배수성 아스팔트혼합물에 적용할 수 있으며, 개질재를 사용 시 고무, 플라스틱을 주로 사용한다.

아스팔트혼합물은 150℃~200℃ 범위에서 생산하여 인력 또는 휘니샤로 포설하고, 로라로 다짐하며, 다짐은 96%이상으로 다짐하는데, 보도의 경우에는 3-10Ton의 로라를 사용하고, 차도의 경우에는 마카담, 타이어, 탄댐로라등으로 다짐한다.

제2공정 칼라 시멘트 1차 살포 및 다짐공정

본 공정은 아스팔트와 일체화를 위한 공정으로 아스팔트혼합물의 온도가 130℃-60℃ 범위에 1차 칼라 시멘트를 살포하는데 아스팔트 혼합물의 온도가 130℃이상의 경우에는 칼라 시멘트에 혼합되어있는 혼합재 등이 변질 될 우려가 있고, 아스팔트 혼합물에 사용하는 아스팔트는 60℃이상에서 연화되므로 60℃이하에서는 아스팔트의 끈적거림이 없어지므로 칼라 시멘트와 접착이 잘 되지 않게 되므로 60℃ 이상으로 정하였다.

칼라 시멘트에 사용되는 재료는 시멘트 1중량부에 물 0.5~5중량부, 에멀젼수지 0.1~2 중량부, 2mm이하의 규사 또는 분쇄 유리 0.1-2 중량부, 안료 0.01-0.2중량부를 사용하며 필요에 따라 시멘트혼화제를 사용한다.

여기에서 물 0.5-5중량부를 사용하는 것은 0.5중량부 이하에 쓰는 스프레이 살포가 어렵고 5중량부에서는 너무 묽어 강도를 떨어뜨리고 재료분리가 우려된다.

에멀젼수지는 에폭시, 아크릴, EUA 등을 사용하며, 사용량은 0.1-2중량부를 사용하는데 사용은 0.1중량부 이하 사용시 사용효과가 없고 2중량부 이상에서는 과잉 사용효과와 비용이 높아지는 결과를 초래하게 된다.

규사 또는 분쇄 유리는 2차 칼라 시멘트의 살포시 1차 살포에서는 생략 할 수 있고 마지막 공정시 우레탄 등을 살포시 에는 사용하여야 한다

규사와 분쇄유리의 사용은 미끄럼저항성 증대를 위하여 사용하는 것으로 2mm이상은 스프레이 살포가 어렵고, 0.1중량부 이하 사용 시 미끄럼 저항성 효과가 없으며, 2중량부 이상시에는 스프레이 살포가 어렵고 포장 표면이 거칠어 차량통행시 아스팔트포장표면의 내구성을 오히려 떨어뜨릴 우려가 있다.

안료의 사용은 0.01 중량부 이하는 안료사용효과가 없으며 0.2중량부 이상은 강도를 떨어뜨릴 우려가 높다.

상기의 칼라 시멘트의 사용량은 아스팔트 혼합물 1m2당 0.3kg-2kg의 범위에서 살포하는데 0.3kg이하는 아스팔트와의 접착력이 떨어지고, 2kg이상 사용 시 칼라 시멘트에 사용된 물에 의하여 표면 온도를 떨어뜨려 접착력이 급격히 떨어질 우려가 높다. 1차 살포시 표면온도가 중요하므로 1차 살포량은 매우 중요하다.

상기의 칼라 시멘트를 살포 후 로라 다짐을 하는데 다짐은 철륜로라를 사용해도 좋으나 바람직하기는 타이어로라 또는 콤비로라가 좋다.

다짐은 왕복 1~10회 범위에서 다짐하여, 10회 이상 다짐하면 골재입자의 이완이 우려된다.

제3공정 칼라 시멘트 2차 살포공정 및 다짐공정

본 공정은 칼라 도로포장에서 칼라 유지를 위한 공정으로 1차 살포와 다짐시 아스팔트가 칼라 시멘트와 혼련 되어 표면색상이 진하게 표현되므로 2차 살포하여 색상을 높일 필요가 있게 된다, 또한 본 공정은 아스팔트와 칼라 시멘트의 접착공정이 아니라 칼라 시멘트의 상부에 살포하는 공정으로 포장의 표면 온도는 중요하지 않으며 칼라 시멘트의 색상을 목적으로 하는 것으로 내부온도가 중요하며, 로라 다짐시 내부온도에 의해 칼라 시멘트가 조기 양생 되는 효과가 있게 된다.

사용재료는 제 2공정 같으며, 제 4공정의 에폭시 또는 우레탄, 아크릴 살포시 생략할 수 있다.

본 공정의 살포량은 밀립도, 갭입도, 개립도, 배수성(투수성)에 따라 살포량이 달리하는데 그 양을 살펴보면 다음 표와 같다.

구분	공극률(%)	살포량(㎏)
밀립도 아스팔트 혼합물	2-6	0.2-2
갭입도 아스팔트 혼합물	5-10	0.2-3
개립도 아스팔트 혼합물	10-15	0.5-5
배수성(투수성) 아스팔트 혼합물	15이상	비투수성	2-15
		투수성	0.2-3

밀립도 아스팔트 혼합물에 있어 살포량이 0.2-2kg인 것을 0.2kg이하는 살포의 의미가 없으며 2kg이상 살포시에는 로라 다짐시 칼라 시멘트가 앞으로 밀리면서 주변을 오염시킬 우려가 있어 과잉 사용이 된다.

갭입도 아스팔트 혼합물에 있어서 살포량이 0.2-3kg인 것은 0.2kg이하는 살포의 의미가 없으며, 3kg이상은 로라 다짐시 밀립도 아스팔트 혼합물과 같다.

개립도 아스팔트 혼합물은 다공성으로서 0.5이하는 표면공극이 체워지지 않으며 5kg이상은 상기 밀립도와 같은 내용이다.

배수성(투수성) 아스팔트 혼합물은 비투수성과 투수성으로 구분되는데 비투수성에 있어서 포장 두께 5cm를 기준으로 살포량이 정해진 것으로 포장두께가 커지거나 작아질 경우에는 그 양을 두께 비율대로 조절 할 수 있으며 2kg이하는 공극이 채워지지 않으며, 15kg이상은 밀립도와 같은 내용이 되고, 투수성은 0.2kg이하는 살포의 의미가 없으며 3kg이상은 공극이 채워져 투수성이 상실되게 된다.

배수성 아스팔트 혼합물의 비투수성 포장에 있어서 칼라 시멘트를 반강성 포장의 전 침투형으로 사용하는 재료에 기포제를 사용하여 2차 살포액은 칼라 시멘트를 기포 콘크리트화 하여 배수성 아스팔트 혼합물의 공극에 투입시키면, 포장체가 우천시 하절기 물을 흡수하게 하여 포장의 하절기 포장체의 온도를 떨어트리는 효과의 보수성 포장으로 구성 할 수 있다, 이러한 형태의 포장은 포장의 소성 변형을 방지하는 효과와 건기에 주변으로 습기를 공급하여 쾌적한 도로 포장으로 구성 할 수 있다.

또한 황토 등을 혼합하여 살포하므로 황토, 맥반석, 도로 포장으로 구성 할 수 있으며, 황토의 사용량을 시멘트 사용량의 0.1-3 중량부가 적정하였다.

본 공정은 로라 다짐시 조기 양생되어야 하므로 아스팔트 혼합물의 온도가 30℃-80℃가 적정하다.

여기에서 30℃이하는 조기 양생이 되지 않으므로 본 발명의 취지인 조기차량개통의 의미가 없으며, 80℃ 이상은 표면 공극을 채운 칼라 시멘트가 고열에 의하여 실크랙이 우려되므로 30℃-80℃의 범위에서 2차 살포액의 온도의 범위를 설정하였다.

제4공정 수지 살포 공정

칼라 도로 포장에 있어서 제 3공정을 생략한 경우 수지 살포 공정을 두어야 하며, 살포 온도는 30℃-80℃가 좋으며, 사용하는 수지는 열경화성수지로서 적정온도에서 살포이 바람직하다. 수지 살포 공정에 사용되는 수지로는 열 경화성 수지로서 칼라 우레탄, 칼라 에폭시, 칼라 아크릴을 살포할 수 있다.

또한 칼라 우레탄을 살포시 필요에 따라 고무 분말을 혼합사용 할 수 있으며, 이 경우에는 포장에 표면 탄성을 부여하게 되어 포장의 충격을 줄이는 효과가 있으며, 보행보도 등에 적용 할 수 있는 탄성 포장으로도 구성이 가능하게 된다.

상기의 공정이 완료된 후 1시간 이내에 개통 할 수 있는 칼라도로를 완성된다.

칼라도로의 포장 방법의 특징은 칼라 시멘트의 살포와 다짐으로 아스팔트의 포장의 온도를 떨어뜨리는 효과와 아스팔트 혼합물의 열을 이용하여 칼라 시멘트가 양생되므로 불필요한 열을 칼라 시멘트 양생에 적절하게 이용하여 조기 개통이 특징이라 할 수 있다.

(실시예)

버스전용차로를 폭 3.5m로 하고 길이를 500m을 포설하는데 아스팔트혼합물의 포장은 공극률 10-15%인 개질재를 사용한 13mm의 개립도 아스팔트 포장으로 한다.

포장개요

포장두께: 기존포장의 5cm 절삭 후 5cm포장

색상: 적색

제1공정 개립도 아스팔트 포장공정

*사용재료

(1)골재의 입도

체크기(㎜)	19	13	10	5	2.5	0.6	0.074
체통과중량백분률(%)	100	90-100	70-90	24-42	15-25	5-15	3-7

(2)사용 개질재

메이커:SRA-chip

(3) 아스팔트

AP-5(칩입도60-70)

(4)Filler:

CaCo₃

배합표

재료명	골재	AP-5	Filler	SRA-chip	비고
배합량(%)	90.3	5.4	3.0	1.3

* 생산온도:165-190℃

* 운반: 덤프트럭

* 포설: 아스팔트 혼합물 휘니샤

* 다짐: 마카담 3회, 탄댐3회, 타이어5회, 마무리 3회

제2공정 칼라 시멘트 1차 살포공정

*사용재료

재료명	시멘트	물	에멀젼에폭시	안료	비고
사용량(kg)	80	160	36	6

*살포량: 테이프설치 후 ㎡당 1.2kg

*살포온도: 110℃

*살포기: 스프레이 살포

*다짐: 콤비로라 5ton, 왕복5회

제3공정 칼라 시멘트 2차 살포공정

*사용재료

재료명	시멘트	물	에멀젼에폭시	안료	규사0.5-0.1㎜
사용량(㎏)	80	160	36	6	40

*살포량:㎡당 3.0kg

*살포온도:60℃

*살포기:스프레이 살포

*다짐: 콤비로라 5ton: 왕복7회

제4공정 주변정리 및 차량개통

*테이프제거

*제3공정후 60분 이내 차량개통

시험결과

시험	아스팔트 혼합물			칼라재
	공극율(%)	안정도(㎏)	동적안정도(회/㎜)	1차살포액	2차살포액
시험결과	13.1	1070	9187	182	184

(실시예2)

자전거도로로서 기존포장상부 Over lay하고 골재최대치수는 5mm로 하며, 칼라는 녹색으로 한다.

*포장두께:2cm

*전 채움(비투수성)으로 한다.

제1공정 배수성 아스팔트 포장공정

* 사용재료

(1)골재입도

체크기(㎜)	10	5	2.5	1.6	1.0	비고
체통과중량백분률(%)	100	80-100	30-80	0-20	0-10

(2)사용개질재

메이커: SRA-chip

(3) 아스팔트

AP-5(침입도 60-70)

(4)Filler

CaCo₃

*배합표

재료명	골재	Filler	AP5	SRA-chip	비고
배합량(%)	87.5	5.0	6.0	1.5

*생산온도:165-190℃

*운반:덤프트럭

*포장: 아스팔트 혼합용 휘니샤

*다짐: 마카담 3회, 탄댐 2회, 타이어 3회

제2공정 칼라 시멘트 살포공정

*사용재료

재료명	시멘트	물	에멀전에폭시	안료	규사 (0.2-0.01㎜)
사용량(㎏)	80	240	36	6	20

*살포량:㎡당 3.0kg

*살포온도: 80℃

*살포기:스프레이 살포

*다짐: 콤비로라 5ton:왕복5회다짐

제 3공정 칼라 우레탄 살포

*사용재료:칼라 우레탄(녹색)

*살포량: ㎡당 0.4kg

*살포기: 에어리스

*살포온도: 50℃

제 4공정 개통

*제3공정 후 30분 이내 자전거 통행

시험결과

시험항목	배수성 아스팔트 혼합물			1차 칼라재
시험결과	공극율(%)	안정도(㎏)	동적안정도 (회/㎜)	압축강도
	17.0	920	6250	185㎏/㎝

본 발명은 포장후 1시간 이내에 차량을 개통시킬 수 있도록 하는 칼라도로포장이므로, 도심지역의 버스전용차선등과 같이 칼라도로 포장이 필요한 부분에 신속히 포장할수 있는 매우 유동한 것이라 하겠다.

Claims (6)

1. 아스팔트 혼합물을 포설하고 로라 다짐 후 아스팔트 혼합물 130℃-60℃ 범위에서 시멘트액을 살포하고 로라로 다짐하여 아스팔트와 시멘트를 일체화 시키며,아스팔트 혼합물 온도 80℃-30℃에서 시멘트액을 2차 살포하여 로라로 다짐하여 완성하는 칼라 도로 포장 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서 아스팔트 혼합물 공극률 15%이상의 배구성으로 포장하고 130℃-60℃에서 1차액 살포후 2차 살포액을 배수성 혼합물 공극에 시멘트 기포재를 더하여 기초 콘크리트를 공극에 채움하여 보수성 포장으로 완성하는 칼라도로 포장 방법
4. 제1항에서 칼라 우레탄, 칼라 에폭시, 칼라 아크릴을 살포하여 완성하는 칼라 도로 포장 방법
5. 청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 살포액에 있어서 2mm이하의 규사 또는 분쇄유리를 혼합사용하는 것을 특징으로 하는 칼라 도로 포장 방법
6. 청구항 1 또는 청구항 3항 중 어느 한 항에 있어서, 에멀련에폭시, 아크릴, EVA를 사용하는 것을 특징으로 하는 칼라 도로 포장 방법